(57)【要約】【課題】  ブラウン管やＴＶセットに衝撃又は振動が加わっても凹み等の変形が残り難いシャドウマスク及びそのシャドウマスクを備えた受像管を提供する。【解決手段】  電子ビームが入射する側の裏側孔部１３と、電子ビームが出射する側の表側孔部１２とが連通した貫通孔１１をマスク本体１ａの水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに多数配列してなり、ブラウン管の蛍光体上に所定形状のビームスポットを形成するシャドウマスクにおいて、電子ビームが入射する側のシャドウマスク表面の中央部分に多数の凹部１５を形成する。なお、この凹部１５は、円形、矩形及び多角形から選ばれる１種又は２種以上のハーフエッチング孔であることが好ましい。【選択図】    図１
2007073421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームが入射する側の裏側孔部と、電子ビームが出射する側の表側孔部とが連通した貫通孔をマスク本体の水平方向及び垂直方向に多数配列してなり、ブラウン管の蛍光体上に所定形状のビームスポットを形成するシャドウマスクにおいて、前記電子ビームが入射する側のシャドウマスク表面の少なくとも中央部分に多数の凹部が形成されていることを特徴とするシャドウマスク。
【請求項２】
前記凹部が、マスク本体の中央部分のみに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項３】
前記凹部が形成された領域での単位面積当たりの凹部の開口面積率が、マスク本体の中心から外周側に向かうにしたがって連続的又は段階的に減少していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシャドウマスク。
【請求項４】
前記凹部が、円形、矩形及び多角形から選ばれる１種又は２種以上のハーフエッチング孔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシャドウマスク。
【請求項５】
マスク本体の中央部分に形成された表側孔部の水平方向の幅が、マスク本体の左右両側に形成された表側孔部の水平方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシャドウマスク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のシャドウマスクを有することを特徴とする受像管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャドウマスク及び受像管に関し、特にフロントパネル表面を平面化したフラット型のカラーブラウン管に好ましく使用される衝撃強度に優れたシャドウマスク、及びそのシャドウマスクを装着した受像管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、カラーブラウン管（受像管ともいう。）の概略構造の一例を示す断面図である。ブラウン管１０１は、一般に、前面に配置された略矩形状のフロントパネルと、そのフロントパネルに連結したろうと状のファンネルとで構成された真空管からなるものである。こうしたブラウン管１０１において、ファンネルのネック部分には、電子銃１０３が設けられている。この電子銃１０３は、フロントパネル内面に塗布された３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の蛍光体１０２を発光させるための３種類の電子ビーム１０５を放出する。
【０００３】
フロントパネル内面には、蛍光体１０２とわずかな隙間を隔てて対向するシャドウマスク１が設けられている。このシャドウマスク１は、電子銃１０３からの電子ビーム１０５を通過させ、所定の蛍光体１０２に当たるように規則正しく配列されたドット型の円形孔又はスロット型の矩形孔を有している。こうした構成からなるカラーブラウン管１０１において、電子銃１０３から放出した３種類の電子ビーム１０５は、偏向ヨーク１０４により発生する磁界で水平及び垂直に走査され、シャドウマスク１を通過して蛍光体１０２の所定位置にランディングし、その蛍光体１０２を発光させて画像を形成させている。
【０００４】
図１０は、カラーブラウン管が備えるシャドウマスクの一例を示す模式的な平面図である。なお、図１０のシャドウマスクは、矩形孔を有するシャドウマスクの一例である。シャドウマスク１は、略矩形状のマスク本体１ａを有しており、そのマスク本体１ａには、厚さ方向に貫通する略矩形状の貫通孔を有するスロット２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを含む）が平面視での水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに多数配列されている。なお、本願では、貫通孔とその貫通孔を形成する表側孔部及び裏側孔部とで構成されるスロット型の単位を「スロット」と呼ぶ。また、図１０において、符号６はマスク本体１ａの対向する隅部を連結する２つの対角軸５，５の交点で表される中心点（中心ともいう。）であり、符号３はその中心点６を通る水平軸であり、符号４はその中心点６を通る垂直軸である。スロット２ａはマスク本体１ａの中心点６でのスロットであり、スロット２ｂは垂直軸４上の外周部のスロットであり、スロット２ｃは水平軸３上の外周部のスロットであり、スロット２ｄは対角軸５上の外周部のスロットであり、符号１ｂはマスク本体１ａの外側にあってプレス加工により折り曲げられるスカート部である。この図１０は模式図であり、スロットを大きく誇張して表している。
【０００５】
図１１は、マスク本体１ａの各部に形成されるスロットの形状を示す模式的な平面図である。符号１１はスロットが有する貫通孔であり、この貫通孔１１は、エッチングにより形成される表側孔部１２と裏側孔部１３とが連通することにより形成される。裏側孔部１３は電子ビーム７が入射する側に形成され、表側孔部１２は電子ビーム７が出射する側に形成されている。これらの裏側孔部１３と表側孔部１２は略矩形状になるように形成されており、表側孔部１２は電子ビーム７が貫通孔１１を通過した後に邪魔とならないように大きな面積で形成されている。なお、下記特許文献１に挙げるシャドウマスクは、従来提案されているシャドウマスクの一例である。
【特許文献１】特開平５−６７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようなシャドウマスクを備えたブラウン管は、製品の出荷時や輸送時、またＴＶセットに組み込まれた後の出荷時や輸送時において、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によるシャドウマスクの変形の問題がある。
【０００７】
すなわち、近年、図７に示すような高い偏向角を有する薄型ブラウン管が開発されており、シャドウマスクに形成されたスロットへの入射角が特に外周部で顕著に大きくなってきている。そのため、近年のブラウン管においては、薄型化とフロントパネル表面のフラット化の要求が顕著であり、フロントパネル内面に装着されるシャドウマスクにおいても、フラット化と薄板化が進んでいると共に、電子ビームが貫通孔を通過した後に邪魔とならないように特に外周部での表側孔部が大きな面積で形成されている。
【０００８】
こうしたシャドウマスクを備えたブラウン管やＴＶセットに衝撃を加えると、シャドウマスクの中央部分に略楕円形の凹み１２１が波のように発生し（図１３（Ａ）を参照）、その後、その凹み１２１が上下方向に延びる縦波１２２に変化し（図１３（Ｂ）を参照）、その後、左右方向に縦波１２３が流れて消えていくという変形挙動が見られた（図１３（Ｃ）を参照）。このとき、従来のシャドウマスク１においては、図１２に示すように、その中央部分に凹みが残る割合が高いことが確認された。シャドウマスク１に凹みが残ると、所定の蛍光体１０２に電子ビームが正しく照射されず、その結果、カラーブラウン管１０１のカラー映像が忠実に再現されず、画質が著しく低下するという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ブラウン管やＴＶセットに衝撃又は振動が加わっても凹み等の変形が残り難いシャドウマスク及びそのシャドウマスクを備えた受像管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題解決のための研究を行っている過程で、シャドウマスクの自重を軽くすると共に、凹みが残る中央部分の厚さ方向の重心を工夫することによって、衝撃等によって一瞬凹みが発生したとしても、その凹みが永久的な凹みとして残り難いことを見出し、その知見に基づいて本発明を完成させた。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明のシャドウマスクは、電子ビームが入射する側の裏側孔部と、電子ビームが出射する側の表側孔部とが連通した貫通孔をマスク本体の水平方向及び垂直方向に多数配列してなり、ブラウン管の蛍光体上に所定形状のビームスポットを形成するシャドウマスクにおいて、前記電子ビームが入射する側のシャドウマスク表面の少なくとも中央部分に多数の凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、電子ビームが入射する側（以下、電子銃側ともいう。）のシャドウマスク表面の少なくとも中央部分に多数の凹部が形成されているので、特にシャドウマスクの中央部分を軽量化することができる。その結果、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によっても、シャドウマスクの自重に基づく大きな変形が生じ難いので、マスク全体の変形挙動が小さくなり、結果として永久的な凹みを防ぐことができる。
【００１３】
また、従来のシャドウマスクは開口面積の大きな表側孔部がフロントパネル側に形成されているので、特に中央部分での厚さ方向の重心が電子銃側のシャドウマスク表面近傍に存在しているが、本発明のシャドウマスクは、多数の凹部が電子銃側のシャドウマスク表面の少なくとも中央部分に形成されているので、特に中央部分での厚さ方向の重心が厚さ方向の中心側にシフトする。こうした重心位置を有するシャドウマスクは、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によっても、永久的な凹みが残る割合が小さく、耐衝撃性に優れたシャドウマスクとなる。
【００１４】
本発明のシャドウマスクにおいて、前記凹部が、マスク本体の中央部分のみに形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、電子銃側のシャドウマスク表面に形成される凹部がマスク本体の中央部分のみに形成されているので、特に中央部分の重量を相対的に軽量化できると共に、中央部分での厚さ方向の重心を厚さ方向の中心側にシフトすることができる。その結果、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によっても、永久的な凹みが残るのを防ぐことができる。
【００１６】
本発明のシャドウマスクにおいて、前記凹部が形成された領域での単位面積当たりの凹部の開口面積率が、マスク本体の中心から外周側に向かうにしたがって連続的又は段階的に減少していることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、凹部が形成された領域での単位面積当たりに含まれる凹部の開口面積率が、マスク本体の中心から外周側に向かうにしたがって連続的又は段階的に減少しているので、そのシャドウマスクの部分的な重量を外周側から中心に向かって徐々に軽くすることができる。こうしたシャドウマスクは、強度バランスが極めて規則的になるので、ブラウン管に装着した後に衝撃等の応力が加わってもシャドウマスクの変形が起こり難く、永久的な凹みが残るのを防ぐことができる。
【００１８】
本発明のシャドウマスクにおいて、前記凹部が、円形、矩形及び多角形から選ばれる１種又は２種以上のハーフエッチング孔であることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、凹部が、円形、矩形及び多角形から選ばれる１種又は２種以上のハーフエッチング孔であるので、裏側孔部のエッチング時等に併せてエッチング加工できる。その結果、永久的な凹みが残り難いシャドウマスクを低コストで得ることができる。
【００２０】
本発明のシャドウマスクにおいて、マスク本体の中央部分に形成された表側孔部の水平方向の幅が、マスク本体の左右両側に形成された表側孔部の水平方向の幅よりも小さいことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、中央部分に形成された表側孔部の水平方向の幅を相対的に小さくしたので、上記の凹部と相まって、シャドウマスクの厚さ方向の重心を厚さ方向の中心側にシフトすることができる。こうした構造形態からなるシャドウマスクは、その中央部分の軽量化を実現できると共に、衝撃等が加わっても大きな凹みが発生し難く、その結果、永久的な凹みが残る割合が小さく、耐衝撃性に優れたシャドウマスクとなる。
【００２２】
上記課題を解決するための本発明の受像管は、上記本発明のシャドウマスクを有することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、上記のようなシャドウマスクを備えるので、ブラウン管やＴＶセットに衝撃又は振動が加わった場合であっても、カラー映像を忠実に再現でき、画質の低下が起こらない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のシャドウマスクによれば、特に中央部分を軽量化することができると共に、特に中央部分での厚さ方向の重心が厚さ方向の中心側にシフトするので、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によっても、シャドウマスクの自重に基づく大きな変形が生じ難い。その結果、シャドウマスクに永久的な凹みが残るのを防ぐことができる。また、本発明の受像管によれば、ブラウン管やＴＶセットに衝撃又は振動が加わった場合であっても、カラー映像を忠実に再現でき、画質の低下が起こらない。
【００２５】
なお、本発明のシャドウマスクにおいて、電子銃側に多数の凹部が形成されているので、そうした凹部により表面積が大きくなる。その結果、電子ビームが照射された際の熱によるドーミング現象（doming pattern。電子ビームにより発生する熱でシャドウマスクが変形し色ムラが生じる現象のこと。）を低減する効果も併せ持っている。その結果、特にドーミング現象により影響を受け易い高偏向角を有する薄型ブラウン管用のシャドウマスクとして好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明のシャドウマスク及び受像管について図面を参照しつつ説明する。本発明は以下で説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を含む各種の形態を包含する。
【００２７】
本発明のシャドウマスクは、金属薄板をエッチング加工することにより、所定の形状の貫通孔を所定のパターンで形成したものである。そのパターンは、通常、貫通孔を略最密充填構造又はそれに近似する構造で配列してなるものである。こうした形状のシャドウマスクは、ブラウン管に装着されて、蛍光体に所定形状のビームスポットを形成するために使用される。ビームスポットの形状は、円形、又は略矩形形状からなるスロット形の何れでもよく、何れの場合にも本発明を適用できる。図１〜図３においては、蛍光体にスロット形のビームスポットを形成する、矩形形状の貫通孔を有するスロットタイプのシャドウマスクについて説明し、図６においては、蛍光体に円形のビームスポットを形成する、円形状の貫通孔を有するドットタイプのシャドウマスクについて説明する。なお、各部に形成される貫通孔の位置関係は、図１０及び図１１示したように、スロットタイプのシャドウマスクについて説明した通りである。
【００２８】
図１は、本発明のシャドウマスクの一例を示す部分平面図及び部分断面図である。図１（Ａ）はシャドウマスクの中心に形成されたスロットの平面形状と断面形状を示し、図１（Ｂ）はシャドウマスクの水平軸上の右方向外周に形成されたスロットの平面形状と断面形状を示している。
【００２９】
図１に示すシャドウマスクは、電子ビームが入射する側（以下、電子銃側という）の裏側孔部１３と、電子ビームが出射する側（以下、蛍光体側という）の表側孔部１２とが連通した略矩形形状の貫通孔１１を有するスロット（２ａ，２ｃ）をマスク本体１ａの水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに多数配列してなり、ブラウン管の蛍光体上に矩形形状のビームスポットを形成するシャドウマスクである。本発明のシャドウマスク１は、電子銃側のシャドウマスク表面の少なくとも中央部分に多数の凹部１５が形成されている。
【００３０】
スロットを構成する貫通孔１１は、図１に示すように、電子銃側の裏側孔部１３と、蛍光体側の表側孔部１２とから形成されるスロット型の矩形孔である。表側孔部１２は、裏側孔部１３よりも大きな開口面積で形成される。こうした貫通孔１１は、裏側孔部１３の端部や側壁で遮光されない電子ビームのみを通過させ、スロット型のビームスポットをブラウン管の蛍光体上の所定の位置に所定の大きさで形成させる。
【００３１】
スロットを構成する表側孔部１２と裏側孔部１３との位置関係は、図１０及び図１１に示したように、シャドウマスク１の中央部に形成されるスロット２ａと、外周部に形成されるスロット２ｂ，２ｃ，２ｄとで異なっている。さらに、外周部に形成されるスロット２ｂ，２ｃ，２ｄであっても、図１１に示すように、表側孔部１２と裏側孔部１３との位置関係は、垂直方向Ｙに形成されたスロット２ｂと、水平方向Ｘに形成されたスロット２ｃと、対角方向に形成されたスロット２ｄとで異なっている。外周部でのこうした相違は、電子ビームが表側孔部１２の外周側側壁で遮光されることを防いだものである。こうした位置関係にすることによって、スロット型のビームスポットをブラウン管の蛍光体上の所定の位置に所定の大きさで形成することができる。
【００３２】
具体的には、シャドウマスク１の中央部においては、シャドウマスク１に向かって電子ビームがほぼ真っ直ぐに照射されるので、図１（Ａ）及び図１１（ａ）に示すように、裏側孔部１３の中心と表側孔部１２の中心とがほぼ同じ位置となるように形成されていればよい。一方、シャドウマスク１の外周部においては、シャドウマスク１に向かって電子ビームが斜めに照射されるので、裏側孔部１３の中心と表側孔部１２の中心とは、図１（Ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、スロットが形成される位置によって変化させる必要がある。つまり、表面孔部１２は、スロットを形成する位置が外周部側に行くにしたがって、裏側孔部１３に比べて外側にシフトするように形成される。
【００３３】
次に、凹部について説明する。
【００３４】
凹部１５は、電子銃側のシャドウマスク表面の少なくとも中央部分であって、裏側孔部１３以外の部分に、多数形成されている。特に、凹部１５はマスク本体１ａの中央部分のみに形成されていることが好ましい。中央部分のみに凹部１５を形成することにより、中央部分を相対的に軽量化できると共に、この中央部分でのシャドウマスクの厚さ方向の重心を厚さ方向の中心側にシフトすることができる。その結果、こうしたシャドウマスクを装着したブラウン管やＴＶセットは、そのブラウン管やＴＶセットに衝撃又は振動が加わった場合であっても、凹みが発生し易い中央部分での凹みの発生をより一層抑制できると共に、永久的な凹みが残るのを効果的に防ぐことができる。
【００３５】
なお、凹部１５を形成した中央部分を外周部よりも相対的に軽くすれば、中央部分は相対的に重くなった外周部で支えられることになる。その結果、ブラウン管に装着された後に落下衝撃等の応力が加わっても、シャドウマスク１に凹み等の変形が起こり難くなる。
【００３６】
本願において、「中央部分」とは、有孔部分であるマスク本体１ａの中心６（図１０を参照）からマスク本体１ａの周縁まで放射状に仮想線を描いたとき、その仮想線の長さのうち中心６から１／２ないし１／３までの領域をいう。この領域はシャドウマスクの使用サイズにより若干変化するが、少なくとも中心６から１／２ないし１／３までの領域に凹部１５を形成することが、本願の目的を達成するためには好ましい。また、「少なくとも中央部分」の「少なくとも」とは、中央部分以外に凹部１５を形成すると外周部の強度が却って低下して変形が生じ易くなることから、外周部には凹部１５は設ける必要がなく、仮に設ける場合には、強度の低下を生じない程度であれば構わないという程の意味である。
【００３７】
凹部１５は、円形、矩形及び多角形から選ばれる１種又は２種以上のハーフエッチング孔であることが好ましい。円形からなる凹部は、真円、楕円又はそれらに類似する円形状であればよく、その大きさは特に限定されないが、例えば真円又は略真円からなる凹部の直径Ｌとしては５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲をその一例として挙げることができる。また、矩形からなる凹部は、正方形でも長方形でもよく、各辺の長さも特に限定されないが、一辺の長さＬとしては５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲をその一例として挙げることができる。また、多角形からなる凹部は、三角形でも五角形でも六角形でも八角形でもよく、その大きさも特に限定されないが、上記円形又は矩形の凹部と同程度の大きさで形成されていることが好ましい。
【００３８】
こうした凹部１５はハーフエッチング孔として形成される。通常は、裏側孔部１３を湿式エッチングする際に使用するエッチングマスクに凹部１５を形成するためのパターンを併せて形成し、こうしたエッチングマスクを用いて形成される。したがって、凹部１５の形状、大きさ、深さ等は、エッチングマスクに形成した凹部形成用パターンによって制御することができる。なお、凹部はハーフエッチング孔として形成されるので、矩形又は多角形からなる凹部では、そのエッジが丸まり、実際には略矩形又は略多角形になっている。
【００３９】
凹部１５の深さｄとしては、板厚の１／３〜２／３の範囲をその一例として挙げることができる。なお、凹部１５はエッチング孔として形成されるので、凹部１５の深さｄは凹部１５の開口部の大きさが大きいほど深くなり、開口部の大きさが小さいほど浅くなる。したがって、凹部１５の深さｄを調整する場合は、凹部１５の大きさを考慮して設定する必要がある。
【００４０】
次に、凹部１５の具体的な形成例について説明する。図２は、本発明のシャドウマスクの中央部分を蛍光体側（電子ビームが出射する側）からみたときの一例を示す平面図であり、図３は、本発明のシャドウマスクの中央部分を電子銃側（電子ビームが入射する側）からみたときの一例を示す平面図である。本発明においては、蛍光体側には凹部を形成せず、電子銃側のみに凹部１５を形成する。凹部１５の形成パターンは、図３（Ａ）（Ｂ）に例示するように、円形の凹部１５ａ又は矩形の凹部１５ｂを、略最密充填構造又はそれに近似する構造で配列することができる。図３においては、上下に並ぶ凹部１５を左右に三列並べるように配置しているが、図示の例に限定されるものではなく、上下方向に並ぶ裏側孔部１３間に形成しても構わない。
【００４１】
本発明のシャドウマスク１は、上記のようにシャドウマスクの電子銃側の面に多数の凹部１５を形成することにより、シャドウマスクの厚さ方向の重心が厚さ方向の中心側にシフトするという構造的な特徴を備えている。従来のシャドウマスクは開口面積の大きな表側孔部１２が蛍光体側に形成されているので、シャドウマスクの厚さ方向の重心が電子銃側のシャドウマスク表面近傍に存在しているが、厚さ方向の中心側に重心位置を有する本発明のシャドウマスクは、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によっても、従来のシャドウマスクに比べて、その中央部分に永久的な凹みが残る割合が小さく、耐衝撃性に優れたシャドウマスクとなることが確認された。
【００４２】
凹部１５を形成することによりシフトした厚さ方向の重心位置は、シャドウマスクの厚さＴを１００としたとき、電子銃側の表面から１／３以上２／３以下の範囲であることが好ましい。なお、重心位置の決定は、シャドウマスクの断面写真を撮影し、その断面の厚さ方向の面積分布から求めることができる。
【００４３】
また、本発明においては、図１に示すように、マスク本体１ａの中央部分に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ１を、マスク本体１ａの左右両側に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ２よりも小さくすることができる。
【００４４】
マスク本体１ａの左右両側においては、電子ビームが斜めに貫通孔１１に入射するので、表側孔部１２は、貫通孔１１を通過した電子ビームを遮蔽しないように貫通孔に対して外周側にシフトすると共に、大きな幅Ｗ２で形成される。しかしながら、マスク本体１ａの中央部分においては、電子ビームは真っ直ぐに貫通孔１１に入射するので、表側孔部１２は、貫通孔１１に対して外周側にシフトする必要はなく、外周部の表側孔部１２と同じ大きさで形成される必要もない。さらに、本発明のシャドウマスクは、特に中央部分において、凹部１５を電子銃側の表面に形成して厚さ方向の重心位置を厚さ方向の中心方向にシフトして上記効果を奏する観点から、凹部１５を電子銃側の表面に形成すると共に、中央部分に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ１を、マスク本体１ａの左右両側に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ２よりも小さくした構造とすることができる。中央部分に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ１をＷ１＜Ｗ２とすることによって、従来のようなＷ１＝Ｗ２の場合と比べて、厚さ方向の重心位置を厚さ方向の中心方向に容易にシフトすることができるという利点がある。
【００４５】
マスク本体１ａの中央部分に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ１を、マスク本体１ａの左右両側に形成された表側孔部１２の水平方向の幅Ｗ２よりも小さくし、且つ、貫通孔１１をいずれも同じ寸法とするには、中央部分のスロットを形成するためのエッチングパターンを工夫する。具体的には、中央部分の表側孔部１２のエッチングパターンを、外周部の表側孔部１２のエッチングパターンよりも小さくし、中央部分の裏側孔部１３のエッチングパターンを、外周部の裏側孔部１３のエッチングパターンよりも大きくしてエッチングすれば、中央部分の貫通孔１１と外周部の貫通孔１１とを同じ大きさにすることができると共に、同時に、表側孔部１２と裏側孔部１３とが重なる稜線部１４を厚さ方向の中心側にシフトすることができる。稜線部１４の厚さ方向の中心側へのシフトは、厚さ方向の重心位置を厚さ方向の中心方向にシフトするのに有効である。
【００４６】
図４は、シャドウマスクの凹部の開口面積率を連続的又は段階的に変化させた態様の一例を説明する模式的な正面図であり、図５は、他の一例を説明する模式的な正面図である。本発明のシャドウマスクは、凹部１５が形成された領域（中央部分）での単位面積当たりに含まれる凹部１５の開口面積率が、マスク本体１ａの中心６（図１０を参照）から外周側に向かうにしたがって連続的又は段階的に減少していることが好ましい。図４及び図５においては、凹部１５を中央部分のみに連続的又は段階的に形成している。
【００４７】
なお、本願において、「凹部１５が形成された領域での単位面積当たりの凹部１５の開口面積率」とは、凹部１５が形成されるマスク本体１ａの中央部分において、所定の単位面積を規定したとき、その単位面積Ｐと、その単位面積Ｐ内に含まれる複数の凹部１５の開口面積Ｑとの比（Ｑ／Ｐ）で表されるものと定義する。したがって、凹部１５の開口面積率が同じ場合であっても、開口面積が大きい凹部を小数形成した場合と、開口面積が小さい凹部を多数形成した場合とで同じ開口面積率になることがある。
【００４８】
第一の態様は、図４に示すように、中央部分のみに形成された単位面積当たりの凹部１５の開口面積率が、マスク本体１ａの中心６からの距離に応じて所定の変化率で連続的又は段階的に変化する態様である。この態様において、中心６からの距離を同じくする同心円上又はその同心円近傍の凹部１５の開口面積率は、その値が同じになる。中心６からの距離に応じて変化する開口面積率の変化率は、一次的（一次式）であっても二次的（二次式）であってもよく特に限定されない。こうした態様のシャドウマスク１は、同心円状にほぼ同じ構造形態をとるので、強度的にも同心円状にほぼ同じ分布となる。そのため、シャドウマスク１の強度バランスは極めて規則的になり、シャドウマスク１の強度を中心から外周に向かって徐々に強くすることができる。
【００４９】
第二の態様は、図５に示すように、中央部分のみに形成された単位面積当たりの凹部１５の開口面積率が、マスク本体１ａの中心６からのマスク本体１ａの周縁まで放射状に仮想線を描いたとき、その仮想線の長さの同じ割合の部分を繋いだライン上で同一の値となるように形成されている。そして、中心部分の最外殻と中心６との間に位置する領域での単位面積当たりの凹部１５の開口面積率が、所定の変化率で連続的又は段階的に変化する。この態様において、中心６から最外殻に向かって変化する開口面積率の変化率は、一次的（一次式）であっても二次的（二次式）であってもよく特に限定されない。こうした態様のシャドウマスク１は、その強度バランスが極めて規則的になり、シャドウマスク１の強度を、シャドウマスク１の中心から外周に向かって徐々に強くすることができる。
【００５０】
上記第一の態様及び第二の態様における凹部１５の開口面積率の連続的又は段階的な変化としては、例えば、（１）個々の凹部の開口面積を一律に同じにし、より中心側においては、凹部の形成密度を大きくして凹部の開口面積率を大きくし、中心から離れるにしたがって、凹部の形成密度を小さくして凹部の開口面積率を小さくしてもよいし、（２）凹部の形成密度を同じにし、より中心側においては、凹部の開口面積を大きくして凹部の開口面積率を大きくし、中心から離れるにしたがって、凹部の開口面積を小さくして凹部の開口面積率を小さくしてもよい。また、これら以外の方法であってもよく、特に限定されない。
【００５１】
上記第一の態様及び第二の態様によって、シャドウマスクの部分的な重量を中心部に向かって徐々に軽くすることができるので、シャドウマスクの強度バランスが極めて規則的になる。その結果、シャドウマスクをブラウン管に装着した後に衝撃等の応力が加わってもシャドウマスクの変形が起こり難く、永久的な凹みが残るのをより効果的に防ぐことができる。
【００５２】
次に、蛍光体に円形のビームスポットを形成する、円形状の貫通孔を有するドットタイプのシャドウマスクについて説明する。図６は、本発明のシャドウマスクの他の一例を示す部分平面図及び部分断面図である。図６（Ａ）はシャドウマスクの中心に形成されたスロットの平面形状と断面形状を示し、図６（Ｂ）はシャドウマスクの水平軸上の右方向外周に形成されたスロットの平面形状と断面形状を示している。
【００５３】
図６に示すシャドウマスク２０は、電子銃側の裏側孔部２３と、蛍光体側の表側孔部２２とが連通した略円形状の貫通孔２１を有するドット（２０ａ，２０ｃ）をマスク本体１ａの水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに多数配列してなり、ブラウン管の蛍光体上にドット形状のビームスポットを形成するシャドウマスクである。本発明のシャドウマスク２０は、上記と同様に、電子銃側のシャドウマスク表面の中央部分に多数の凹部２５が形成されている。この形態のドットタイプのシャドウマスク２０は、上記スロットタイプのシャドウマスクと同じ技術的特徴を有するので、説明を省略するが、各構成については上述した通りである。なお、図６（Ｂ）に示したように、表側孔部２２の形状は、必要以上の電子ビームを遮光しないように、中央から外周部に行くに従って円形の開孔形状から徐々に偏平し、楕円形又は楕円形に近似する開孔形状へと遷移するように形成されている。
【００５４】
以上のように、本発明のシャドウマスクによれば、中央部分を軽量化することができると共に、中央部分での厚さ方向の重心が厚さ方向の中心側にシフトするので、ブラウン管やＴＶセットに加わる衝撃又は振動によっても、シャドウマスクの自重に基づく大きな変形が生じ難いので、その中央部分に永久的な凹みが残るのを防ぐことができる。
【００５５】
なお、本発明のシャドウマスクにおいて、電子銃側に多数の凹部が形成されているので、そうした凹部によって表面積が大きくなる。その結果、電子ビームが照射された際の熱によるドーミング現象（doming pattern。電子ビームにより発生する熱でシャドウマスクが変形し色ムラが生じる現象のこと。）を低減する効果も併せ持っている。
【００５６】
なお、本発明のシャドウマスクは、上記特許文献１に記載のように、略矩形状の貫通孔１１を形成する２つの長辺のうちマスク本体１ａの中央から遠い側の長辺について、その長辺の上下両端の少なくとも一端又は両端を垂直軸４から遠ざかる方向に膨出させた構造のシャドウマスクに対しても適用できる。
【００５７】
（シャドウマスクの製造方法）
次に、上述したシャドウマスクの製造方法の一例について説明する。なお、言うまでもなく、本発明のシャドウマスクは、下記の製造方法に限定されない。
【００５８】
シャドウマスクは、従来公知の方法で形成することができる。通常、フォトエッチングの各工程で行われ、連続したインライン装置で製造される。例えば、金属薄板の両面に水溶性コロイド系フォトレジスト等を塗布し、乾燥する。その後、その表面には、上述したような表側孔部の形状パターンを形成したフォトマスクを密着させ、裏面には、裏側孔部及び凹部の形状パターンを形成したフォトマスクを密着させ、高圧水銀等の紫外線によって露光し、水で現像する。なお、表側孔部のパターンを形成したフォトマスクと、裏側孔部及び凹部のパターンを形成したフォトマスクの位置関係及びその形状は、得られるシャドウマスクに形成された表側孔部と裏側孔部及び凹部との位置関係、及びそれらの大きさに考慮して設計され、配置される。レジスト膜画像で周囲がカバーされた金属の露出部分は、各部のエッチング進行速度の相違に基づいて、上述したような各々の形状で形成される。なお、エッチング加工は、熱処理等された後、両面側から塩化第二鉄溶液をスプレー等して行われる。その後、水洗い、剥離等の後工程を連続的に行うことによって、本発明に係るシャドウマスクが製造される。
【００５９】
（受像管）
次に、本発明の受像管について説明する。図７は、本発明の受像管の一例を示す概略断面図である。本発明の受像管１０１は、上述した本発明のシャドウマスク１を備えるものであり、前面に配置された略矩形状のフロントパネルと、そのフロントパネルに連結したろうと状のファンネルとで構成された真空管からなるものである。こうした受像管１０１において、ファンネルのネック部分に設けられた電子銃１０３は、フロントパネル内面に塗布された３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の蛍光体１０２を発光させるための３種類の電子ビーム１０５を放出する。
【００６０】
フロントパネル内面には、蛍光体１０２とわずかな隙間を隔てて対向する本発明のシャドウマスク１が設けられている。このシャドウマスク１は、電子銃１０３からの電子ビーム１０５を通過させ、所定の蛍光体１０２に当たるように規則正しく配列されたドット孔又はスロット孔を有している。電子銃１０３から放出した３種類の電子ビーム１０５は、偏向ヨーク１０４により発生する磁界で水平及び垂直に走査され、シャドウマスク１を通過して蛍光体１０２の所定位置にランディングし、その蛍光体１０２を発光させて画像を形成する。
【００６１】
本発明のシャドウマスク１は、２１インチ以上の視野角の大きな受像管に適用することが好ましいが、視野角があまり大きくない従来型の受像管に用いてもよく、落下衝撃等によっても永久的な凹みが残り難いという利点がある。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例と比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【００６３】
（実施例１）
厚さ０．２２ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金からなる３２インチブラウン管用のシャドウマスク１を、上述した一般的なシャドウマスクの製造方法によって製造した。このシャドウマスクは、ブラウン管の蛍光面に矩形状のビームスポットを形成するスロットタイプのシャドウマスクであり、貫通孔１１の水平方向Ｘの幅を１８５μｍ、垂直方向Ｙの幅を４７０μｍとし、貫通孔１１の水平方向Ｘのピッチを０．７０ｍｍとして形成した。また、中央部分の表側孔部１２の水平方向Ｘの幅Ｗ１を４００μｍ、垂直方向Ｙの幅を５４０μｍとし、外周部の表側孔部１２の水平方向Ｘの幅Ｗ２を５８０μｍ、垂直方向Ｙの幅を５２０μｍとした。
【００６４】
このシャドウマスクの電子銃側となる表面には、ハーフエッチングにより円形の凹部１５を形成した。この凹部１５は、図４に示す放射状にその直径Ｌと深さｄを変化させた。凹部１５のピッチは０．１５ｍｍとし、図３（Ａ）の形態でスロット間に３列の凹部を形成した。凹部１５の直径Ｌと深さｄは、中心６では直径１３０μｍ・深さ７５μｍとし、中心６から半径１５０ｍｍでは直径４０μｍ・深さ２０μｍとし、その間の凹部の直径と深さは、２次的に変化させた。なお、凹部１５は中心から半径１５０ｍｍの範囲内以外には形成しなかった。図８は、得られたシャドウマスクの中央部分を、電子ビームが入射する側からみたときの拡大写真である。
【００６５】
得られたシャドウマスクについて、中心６部分の断面写真と、水平軸上の外周縁から３０ｍｍ中心側に入った部分の断面写真とを比較し、断面積を比較して重量の軽量化について評価した。その結果、外周部での換算重量よりも中心部での換算重量を１２〜１５％の範囲内で軽量化することができた。また、中心部での厚さ方向の重心位置は、シャドウマスクの厚さＴを１００としたとき、電子銃側の表面から６０〜６５の位置にあることが換算された。このシャドウマスクを３２インチのフラット形ブラウン管に装着し、その後、下記の落下衝撃試験によりブラウン管に１０Ｇ，１１Ｇ，１２Ｇの衝撃荷重を順に加えたところ、いずれの場合においても、ブラウン管内に装着したシャドウマスクに永久的な凹みは見られなかった。
【００６６】
（実施例２）
実施例１において、凹部の形状を円形から、一辺１００μｍの略正方形に変更した他は、実施例１と同様にして、実施例２のシャドウマスクを作製した。具体的には、略正方形の凹部１５を、図４に示す放射状に一辺の長さＬと深さｄを変化させた。凹部１５のピッチは０．１５ｍｍとし、図３（Ｂ）の形態でスロット間に３列の凹部を形成した。凹部１５の大きさＬと一辺の長さｄは、中心６では１００μｍ・深さ７５μｍとし、中心６から半径７０ｍｍでの一辺の長さは３０μｍ・深さ２０μｍとし、その間の凹部一辺の長さと深さは、２次的に変化させた。なお、実施例１と同様、凹部１５は中心から半径７０ｍｍの範囲内以外には形成しなかった。
【００６７】
こうして得られたシャドウマスクについて、中心６部分の断面写真と、水平軸上の外周縁から３０ｍｍ中心側に入った部分の断面写真とを比較し、断面積を比較して重量の軽量化について評価した。その結果、外周部での換算重量よりも中心部での換算重量を５〜１５％の範囲内で軽量化することができた。また、中心部での厚さ方向の重心位置は、シャドウマスクの厚さＴを１００としたとき、電子銃側の表面から６０〜６５の位置にあることが換算された。このシャドウマスクを３２インチのフラット形ブラウン管に装着し、その後、下記の落下衝撃試験によりブラウン管に１０Ｇ，１１Ｇ，１２Ｇの衝撃荷重を順に加えたところ、いずれの場合においても、ブラウン管内に装着したシャドウマスクに永久的な凹みは見られなかった。
【００６８】
（比較例１）
実施例１において、凹部を形成しなかった他は、実施例１と同様にして、比較例１のシャドウマスクを作製した。
【００６９】
こうして得られたシャドウマスクについて、中心６部分の断面写真と、水平軸上の外周縁から３０ｍｍ中心側に入った部分の断面写真とを比較し、断面積を比較して重量の軽量化について評価した。その結果、外周部の換算重量と中心部の換算重量はほぼ同じであった。また、中心部での厚さ方向の重心位置は、シャドウマスクの厚さＴを１００としたとき、電子銃側の表面から６５〜７０の位置にあることが換算された。このシャドウマスクを３２インチのフラット形ブラウン管に装着し、その後、下記の落下衝撃試験によりブラウン管に１０Ｇ，１１Ｇの衝撃荷重を順に加えたところ、ブラウン管内に装着したシャドウマスクは、１１Ｇで永久的な凹みが見られた。
【００７０】
（落下衝撃試験）
図９は、落下衝撃試験方法の概略図である。落下衝撃試験は、図９に示すように、シャドウマスクを装着したカラーブラウン管１０１を、電子銃側を下にして金属製の枠体１１０に取り付け、所定の高さから落下台１１１に自然落下させて行う。なお、高さは、落下台１１１に設置した加速度試験器により、上記のように、所定の加速度となるように設定する。落下衝撃試験後においては、試験に供したブラウン管を発光させ、ブラウン管前面から色の均一性を観察して、シャドウマスクに永久的な凹みが生じているかを確認する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のシャドウマスクの一例を示す部分平面図及び部分断面図である。
【図２】本発明のシャドウマスクの中央部分を電子ビームが出射する側からみたときの一例を示す平面図である。
【図３】本発明のシャドウマスクの中央部分を電子ビームが入射する側からみたときの一例を示す平面図である。
【図４】シャドウマスクの凹部の開口面積率を連続的又は段階的に変化させた態様の一例を説明する模式的な正面図である。
【図５】シャドウマスクの凹部の開口面積率を連続的又は段階的に変化させた態様の他の一例を説明する模式的な正面図である。
【図６】本発明のシャドウマスクの他の一例を示す部分平面図及び部分断面図である。
【図７】薄型カラーブラウン管の概略構造の一例を示す断面図である。
【図８】実施例１で得られたシャドウマスクの中央部分を電子ビームが入射する側からみたときの拡大写真である。
【図９】落下衝撃試験方法の概略図である。
【図１０】薄型カラーブラウン管が備えるシャドウマスクの一例を示す模式的な平面図である。
【図１１】マスク本体の各部に形成されるスロットの形状を示す模式的な平面図である。
【図１２】薄型カラーブラウン管に装着されたシャドウマスクの中央部分に凹みが残った形態を示す断面図である。
【図１３】シャドウマスクを備えたブラウン管やＴＶセットに衝撃を加えたときの現象の説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  シャドウマスク
１ａ  マスク本体
１ｂ  スカート部
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  スロット
３  水平軸
４  垂直軸
５  対角軸
６  中心部（中心）
７  電子ビーム
１１，２１  貫通孔
１２，２２  表側孔部
１３，２３  裏側孔部
１４，２４  貫通孔の稜線部
１５，１５ａ，１５ｂ，２５  凹部
１０１  ブラウン管（受像管）
１０２  蛍光体
１０３  電子銃
１０４  偏向ヨーク
１０５  電子ビーム
１１０  落下試験用の枠体
１１１  落下試験用の落下台
１２１  略楕円形の凹み
１２２  上下方向に延びる縦波
１２３  左右方向に流れる縦波
Ｘ  水平方向
Ｙ  垂直方向
Ｗ１  中央部分における表側孔部の水平方向の幅
Ｗ２  左右両側における表側孔部の水平方向の幅
ｄ  凹部の深さ
Ｌ  凹部の幅又は径
Ｔ  シャドウマスクの厚さ
θ  電子ビームの入射角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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